Question

18．果蝇、玉米、豌豆是常用的遗传学实验材料，请根据下述实验回答问题：
（1）果蝇的某一相对性状由等位基因（R，r）控制，其中一个基因在纯合时能使合子致死．有人用一对果蝇杂交，得到F₁代果蝇共185只，其中雄蝇63只．若F₁代雌蝇共有两种表现型，则致死基因是R，让F₁代果蝇随机交配，理论上F₂代成活个体构成的种群中基因R的频率为$\frac{1}{11}$．
（2）玉米有黄粒品种，如果有一黄粒玉米变异株，籽粒变为白粒，经检查，体细胞缺少一对染色体，这属于染色体数目变异，将这一变异玉米和正常玉米杂交，得到的F₁是淡黄粒．F₁自交，则F₂代中黄粒个体占$\frac{1}{4}$．如果让淡黄粒玉米与白粒玉米杂交，后代玉米的表现型及比例为淡黄粒：白粒=1：1．
（3）豌豆的高茎对矮茎为显性，现进行高茎豌豆的自交，所得F₁既有高茎又有矮茎，若F₁全部高茎在自然状态下获得后代，其表现型及其比例为高茎：矮茎=5：1．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：果蝇的一相对性状由等位基因（R，r）控制，遵循基因的分离定律．染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异两大类型．豌豆的高茎和矮茎受一对等位基因控制，遵循基因的分离定律，高茎豌豆自交，所得F₁既有高茎又有矮茎，说明亲代高茎豌豆是杂合体．

解答 解：（1）一对果蝇杂交，得到F₁代果蝇雌性：雄性=（185-63）：63=2：1，因此该果蝇的个体中雄性一半致死，该基因位于X染色体上，且雌性亲本是杂合子，杂交后的基因型有四种，比例是1：1：1：1，其中一种雄性基因型致死，因此成活果蝇的基因型共有3种．如果F₁代雌蝇共有两种表现型，则是杂合子和隐性纯合子，致死基因是R；
雌性个体的基因型为X^RX^r和X^rX^r、雄性个体的基因型为X^rY，雌性亲本产生的配子的基因型及比例是X^R：X^r=1：3，雄性个体产生的配子的基因型及比例是X^r：Y=1：1，随机交配，后代的基因型及比例是X^RX^r=$\frac{1}{8}$，X^rX^r=$\frac{3}{8}$，X^rY=$\frac{3}{8}$，X^RY=$\frac{1}{8}$（致死），因此理论上F₂代成活个体构成的种群中基因R的频率为X^R=$\frac{1}{2+6+3}=\frac{1}{11}$．
（2）染色体变异包括结构变异和数目变异，现检查发现白粒玉米的体细胞缺少一对染色体，属于染色体数目的变异．将这一变异玉米和正常玉米杂交，得到的F₁是淡黄粒，体细胞中缺少一条染色体，相当于杂合体．F₁自交，雌雄配子中都是一半染色体数目正常，一半染色体数目少一条，所以F₂代中黄粒个体占$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{4}$．如果让淡黄粒玉米与白粒玉米杂交，淡黄粒玉米的雌雄配子中都是一半染色体数目正常，一半染色体数目少一条，而白粒玉米的雌雄配子中都染色体数目少一条，所以后代玉米的表现型及比例为淡黄粒：白粒=1：1．
（3）高茎豌豆的自交，所得F₁既有高茎又有矮茎，说明亲代高茎豌豆均为杂合子（Dd），则F₁的基因型及比例为DD（高茎）：Dd（高茎）：dd（矮茎）=1：2：1，由此可见，F₁高茎豌豆中DD占$\frac{1}{3}$，Dd占$\frac{2}{3}$．F₁全部高茎在自然状态下进行自交，其中$\frac{1}{3}$DD自交能稳定遗传，而$\frac{2}{3}$Dd自交会发生性状分离（$\frac{1}{4}$DD、$\frac{1}{2}$Dd、$\frac{1}{4}$dd），因此自交后代中矮茎的比例为$\frac{2}{3}×\frac{1}{4}$=$\frac{1}{6}$，高茎的比例为1-$\frac{1}{6}$=$\frac{5}{6}$，所以自交后代的表现型及比例为高茎：矮茎=5：1．
故答案为：
（1）R     $\frac{1}{11}$
（2）染色体数目       $\frac{1}{4}$        淡黄粒：白粒=1：1
（3）高茎：矮茎=5：1

点评 本题综合考查基因的分离定律、伴性遗传的相关知识，意在考查学生的计算能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．